Unter dem Begriff „Bodenhebung“verbirgt sich ein recht komplexes Phänomen natürlichen Ursprungs, das schwerwiegende Folgen haben kann. Während der Zeit, in der der Boden gefriert, steigt das Fundament zusammen mit der gesamten Struktur. Beim Auftauen passiert das Gegenteil - die Basis fällt. Aber unterm Strich ist es ungleichmäßig.
Dadurch befinden sich Gebäude in einem Not- und teilweise bedrohlichen Zustand. In einigen Fällen beginnen Gebäude aufgrund dieses Phänomens sogar vollständig einzustürzen.
Merkmal eines Naturphänomens
Das Hauptmerkmal des Hebungsprozesses ist eine signifikante Zunahme des Wasservolumens im Boden aufgrund des winterlichen Gefrierens. Nach GOST 25100-2011 werden 5 Kategorien unterschieden, die sich im Hebungsgrad unterscheiden (in Klammern ist der Grad der Bodenausdehnung angegeben):
- Übermäßig wogende Böden - mehr als 12 %.
- Stark wogende Böden - nicht mehr als 12%.
- Medium wogende Böden - bis zu 8 %.
- Leicht wogende Böden - ca. 4%.
- Nicht felsige Böden - nicht mehr als 4 %.
Die letzte Kategorie sollte jedoch als bedingt angesehen werden, denn in der Natur gibt es einfach keinen Boden, in dem Feuchtigkeit vollständig fehlt. Nur Granit und grobkörniges Bodengestein sind dieser Art zuzuordnen. Unter unseren Bedingungen ist diese Art von Boden jedoch ziemlich selten.
Stufen eines bedrohlichen Phänomens
Das Territorium der Russischen Föderation erstreckt sich über den gesamten nördlichen Teil des eurasischen Kontinents. Aus diesem Grund ist die Temperatur im Winter immer unter dem Gefrierpunkt. Je nach Region kann der Boden für einen Zeitraum von 2 bis 9 Monaten in einem gefrorenen Zustand sein.
In diesem Fall können mehrere Stadien der Bodenhebung unterschieden werden:
- I - vorläufig. In diesem Fall wird der Boden auf eine Temperatur abgekühlt, die noch nicht der Kristallisation des Wassers entspricht.
- II - basiert. In diesem Fall beginnt das Wasser bereits, in seinen anderen Aggregatzustand überzugehen und wird zu Eis. Dementsprechend findet seine volumetrische Expansion statt, was bekanntlich nichts Gutes verheißt.
- III - Unterkühlung. Hier schrumpft der Boden unter Frosteinfluss. In der Folge führt dies zu einem starken Temperaturabfall.
Es ist nur zu berücksichtigen, dass die aufgelisteten Zustände bedingt sind, da der Übergang von einer Stufe zur anderen sehr langsam ist. Gleichzeitig kann beim Auftauen des Bodens eine weitere Phase unterschieden werden - sein Absinken.
Normalerweise ein hebendes Phänomenhauptsächlich im Winter beobachtet. Aus diesem Grund ist diese Jahreszeit nicht für den Bau geeignet, insbesondere für massive Natur. Dies ist auf eine ernsthafte Gefahr zurückzuführen - es besteht ein sehr hohes Risiko, dass die errichtete Struktur sehr schnell zerstört wird.
Insbesondere die Erdbewegungskräfte sollten von den Bewohnern des hohen Nordens berücksichtigt werden. In diesem Gebiet gefrieren die unteren Bodenschichten viel stärker als in anderen Breiten.
Hauptauslöser
Auf den ersten Blick sieht es so aus, als wäre der Schaden durch das Heben nicht so groß, aber es scheint nur so. Um die ganze Bedrohung durch ein solches Naturphänomen zu erkennen, lohnt es sich, klar zu verstehen, wie dieser Prozess abläuft.
Wie wir heute wissen, ist das Phänomen durch Heterogenität gekennzeichnet, was hauptsächlich auf die unterschiedliche Höhe der Erdoberfläche zurückzuführen ist. Dies wird in der Regel im Frühjahr eingeh alten - die Gebäudeseite, die sich im Süden befindet, ist gut beheizt. Dazu tragen Frühlingstropfen bei. Mit Einbruch des Abends sammelt sich im Boden eine große Menge Schmelzwasser, das dann zu Eis wird.
Die Masse einer solchen Schicht kann mehrere Zentner erreichen, und das reicht völlig aus, um das Fundament auf eine bestimmte Höhe anzuheben. Dieser Vorgang dauert die ganze Nacht.
Tagsüber ist das umgekehrte Bild zu beobachten - mit dem Temperaturanstieg beginnt das Eis im Boden aufzutauen. Dementsprechend beginnt die Basis zu sinken und gleichzeitig wird die Erde wieder mit einer weiteren Portion Wasser angereichert, die dann wieder kristallisiert. All dasgeschieht Tag für Tag, bis sich die Temperatur normalisiert.
Während der Frühlingszeit des Wasserspiegelunterschieds kann das Gebäude mehrere Zentimeter sinken. Dies reicht aus, um ernsthafte Schäden zu verursachen, die später, wenn überhaupt, nur sehr schwer zu beheben sind.
Andere Ursachen für Bodenhebung
Die Intensität des Würgens kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, unter denen folgende genannt werden können:
- Die Dauer der Winterperiode und ihre Intensität (Schwere).
- Schneedicke.
- Bodeneigenschaften.
- Niederschlag pro Jahreszeit.
- Luftfeuchtigkeit.
- Die Beschaffenheit des Geländes.
- Vegetation.
- Grundwassertiefe.
- Lage des Areals in Bezug auf die Südseite.
Da Gebäude durch Erschütterungen sehr schwer beschädigt werden können, sollte der Bau des Fundaments unterhalb der Gefriertiefe des Bodens erfolgen. Dieser Wert ist direkt abhängig von dem Gebiet, in dem der Bau von Häusern geplant ist.
Es ist erwähnenswert, dass die mediterrane Bodenfeuchtigkeit ein grundlegender Faktor ist, der die Intensität des Hebens stark beeinflusst. Gleichzeitig sollte die Dichte der unteren Bodenschichten nicht außer Acht gelassen werden. Aber auch von diesem Parameter hängt viel ab.
Je dichter der Boden ist, desto weniger Verformungen erfährt das Gebäude. Sonst Frostaufhebung der Bödenwird intensiver, was nichts Gutes verheißt.
Wie bestimmt man den Grad der Bodenhebung?
Dabei lohnt es sich, nicht nur die Zusammensetzung des Bodens, sondern auch den Grundwasserspiegel zu berücksichtigen. Jeder Eigentümer von Vorortimmobilien muss möglicherweise feststellen, wie stark der wogende Boden im Bereich eines privaten Grundstücks ist. Um dieses Ziel zu erreichen, muss ein bis zu 2 Meter tiefes Loch gegraben werden. Dies ist so eine spezielle vertikale Bearbeitung eines quadratischen, runden oder rechteckigen Querschnitts.
Danach solltest du ein paar Tage warten. Wenn am Boden einer gegrabenen kleinen Grube keine Feuchtigkeit auftritt, müssen Sie weitere 1,5 Meter bohren. Man muss nur dem Wasser erscheinen, der Prozess kann gestoppt werden. Jetzt muss noch der Abstand vom Wasserspiegel zur Oberfläche gemessen werden.
Sie können die Art des Bodens durch Sichtprüfung bestimmen. Anhand dieser Daten können wir ungefähr auf den Grad der Bodenausdehnung während der k alten Jahreszeit schließen.
Wenden wir uns mathematischen Berechnungen zu
Die Berechnung der Bodenhebung kann unabhängig durchgeführt werden, indem die Formel E=(H-h)/h verwendet wird, wobei:
- E ist der Koeffizient der Bodenhebung.
- H - die Höhe der Bodenschicht nach dem Gefrieren.
- h ist die Höhe der Bodenschicht vor dem Gefrieren.
Dementsprechend müssen Sie zunächst die notwendigen Messungen durchführen. Und das nicht nur im Sommer, sondern auch im Winter. Anhand von Höhenänderungen können Rückschlüsse auf die Hebung des Bodens gezogen werden. Wenn dieser Parameter 10 mm oder mehr pro 1 Meter Gefrieren beträgt, ist der Koeffizient E gleich0,01, was bereits darauf hinweist, dass geeignete Maßnahmen ergriffen werden sollten, um schwerwiegende Folgen zu vermeiden.
Es sei noch einmal daran erinnert, dass der Boden, in dem ein hoher Feuchtigkeitsgeh alt herrscht, überwiegend anfällig für Hebungsprozesse ist. Es verwandelt sich in Eis, dehnt sich merklich aus und nimmt an Volumen zu. Wer hat nicht schon einmal Wasser in einer Plastikflasche eingefroren, indem er sie zum Experimentieren oder aus Not in den Gefrierschrank des Kühlschranks gestellt hat? Sie können sich sofort die ganze Kraft des Elements Wasser vorstellen, gesammelt in einem begrenzten Volumen.
Lehmboden, Lehm und sandiger Lehm sind anfälliger für Hebungen. Und Ton ist aufgrund der vielen Poren in der Lage, Wasser gut zu speichern.
Möglichkeiten zur Minimierung von Schäden
Nun ist uns klar, dass die Bodenbewegungen nicht zu unterschätzen sind. Aber wie kann man unangenehme Folgen vermeiden, die eine ernsthafte Bedrohung für das Leben von Menschen darstellen können? Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten. Da das Heben des Bodens jedoch größtenteils auf die Auswirkungen auf das Fundament zurückzuführen ist, beinh alten die meisten von ihnen Möglichkeiten, es zu stärken oder zu isolieren. Betrachten Sie die besten Optionen zur Lösung eines so schwierigen Problems.
Bodenaustauschverfahren
Diese Methode funktioniert nur beim Verlegen des Fundaments - ein Sandkissen wird unter das Fundament gelegt. Außerdem sollte es deutlich breiter sein als das Fundament des Gebäudes selbst. Dann wird es gut gerammt und verdichtet. Dank dieses Kissens ist eine gleichmäßige Verteilung der gesamten Last auf der Unterlage gewährleistet. Dazu eine Schicht aus wogender Erdenimmt ab, daher wird auch die Stärke des Naturphänomens schwächer. Außerdem hat das Sandkissen dämpfende Eigenschaften.
Darüber hinaus empfehlen Experten, um Verformungen durch Bodenaufhebungen zu vermeiden, den Bereich zwischen der Schalung nach deren Entfernung und dem Boden mit nicht aufsteigender Erde abzudecken. Durch eine solche Maßnahme wird verhindert, dass der Boden an den Wänden des Fundaments festfriert.
Erst nach einiger Zeit kann sich der Sand in der Hinterfüllung (einschließlich des Pads) mit den Tonpartikeln vermischen und ihre nicht schaukelnden Eigenschaften verlieren. Um dies zu vermeiden, sollten Sandbett und Verfüllung mit Folie, Dachpappe oder Filtertuch getrennt werden.
Das Fundament bauen
Dies bezieht sich auf die optimale Wahl des Fundamenttyps, der nur in der Phase des Hausbaus relevant ist. Wenn es bereits errichtet wurde, sollte ein anderer Weg zur Lösung des Problems gewählt werden. Bei dieser Technik können Sie zwischen zwei Gründungsarten wählen - einer Plattenkonstruktion oder einer Pfahlgründung.
Monolith
Die Bildung einer Plattenstruktur wird das Gebäude schwerer machen, was wiederum die Auswirkungen des Bodens auf das Fundament minimiert. Natürlich wird es nicht möglich sein, die Auswirkungen des Frosthubs auf eine monolithische Platte mit einer Höhe von mehr als 200 mm, die im Boden versenkt ist, vollständig zu beseitigen. Gleichzeitig steigt der Sockel im Winter durch das Aufheben des Bodens einfach gleichmäßig auf eine niedrige Höhe an. Bei Erwärmung kehrt das Fundament in seine ursprüngliche Position zurück.
Aus technischer SichtDie Ausführung des Plattenfundaments ist einfach. Während des Verstärkungsvorgangs treten gewöhnlich gewisse Schwierigkeiten auf. Außerdem ist diese Methode ziemlich teuer.
Stapel
Der Bau einer Pfahlgründung wird es ermöglichen, mit wenig Blutvergießen auszukommen. Nur diese Konstruktion ist nur für Gebäude mit geringem Gewicht (Bauweise in Rahmentechnik, Einsatz von Sip-Paneelen etc.) anwendbar.
Folgende Optionen können für die Basis geeignet sein:
- Schraubpfähle - sie werden knapp unter dem Gefrierpunkt in den Boden geschraubt.
- Verstärkte Strukturen - Sie müssen zuerst mehrere Brunnen vorbereiten und dann Stangen installieren, die mit Dachmaterial umwickelt und in einen Metallrahmen eingewickelt sind.
Nachdem die Pfähle installiert sind, sollten sie mit speziellen Balken oder Platten verbunden werden, um die Last gleichmäßig auf das Fundament zu verteilen.
Dämmung des Hausumfangs
Mit dieser Methode können Sie das Einfrieren des Bodens minimieren oder vollständig verhindern. Aufgrund der Erwärmung des Bodens ist es möglich, aufgrund einer Abnahme der Gefriertiefe ein flaches Fundament zu bauen.
Für Gebiete mit positiver Jahresdurchschnittstemperatur ist nur diese Möglichkeit der Bodenhebung relevant. Die Breite der zu verlegenden Isolierung sollte der Gefriertiefe des Bodens entsprechen. Was die Dicke des Materials betrifft, hängt alles von den Wärmedämmeigenschaften und der Art des Klimas ab.
